铝的重要化合物

铝的重要化合物【学习目标】1、掌握铝的重要化合物[Al2O3、Al(OH)3、Al3＋、AlO－2、KAl(SO4)2·12H2O]的主要性质及其应用2、掌握“铝三角”及其转化，熟悉铝的化合物的互滴实验【主干知识梳理】一、氧化铝(Al2O3)1、物理性质：白色固体，难溶于水，熔点很高，是优良耐火材料2、化学性质：Al2O3是典性的两性氧化物，既能与酸，又能与碱反应(1)能与酸反应：Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O(2)能与碱反应：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O Al2O3＋2OH—===2AlO2—＋H2O两性氧化物：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物，称为两性氧化物3、Al2O3的制备(1)实验室制法：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O(2)工业制法：铝土矿→Al2O34、主要用途：制造耐火、耐高温器材、工业冶炼铝、可以制作各种宝石【即学即练1】1、下列叙述中不正确的是()A．氧化铝固体不溶于水，不导电，它是非电解质B．氧化铝熔点很高，是一种较好的耐火材料C．氧化铝是一种白色的固体，是冶炼铝的原料D．铝表面形成的氧化铝薄膜可防止铝被腐蚀2、下列关于氧化铝的叙述正确的是()A．氧化铝与酸、碱都能反应生成铝盐和水B．氧化铝既是碱性氧化物又是酸性氧化物C．氧化铝既不是碱性氧化物也不是酸性氧化物D．氧化铝溶于水可得到氢氧化铝3、下列说法正确的是()A．Al2O3难溶于水，不跟水反应，所以它不是Al(OH)3对应的氧化物B．因为Al2O3是金属氧化物，所以它是碱性氧化物C．Al2O3能跟所有的酸、碱溶液反应D．Al2O3能跟强的酸、碱溶液反应二、氢氧化铝[Al(OH)3]1、物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性2、化学性质：Al(OH)3是典型的两性氢氧化物，既能与酸，又能与碱反应(1)能与酸反应：Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O Al(OH)3＋3H+ ===Al3+＋3H2O(2)能与碱反应：Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O Al(OH)3＋OH—===AlO2—＋2H2O两性氢氧化物：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物，称为两性氢氧化物Al(OH)3的电离方式与酸和碱反应过程Al(OH)3电离强度相当微弱，只有加入强酸(或强碱)时，大量H+(或OH－)才能破坏Al(OH)3的电离平衡，使平衡向右(或左)移动，生成铝盐(或偏铝酸盐)，所以Al(OH)3既具有碱性，又具有酸性，当加入弱酸或弱碱时，因H+或OH－浓度太小，不能使上述平衡移动，因此Al(OH)3只溶于强酸或强碱，而不溶于弱酸(H2CO3等)、弱碱(NH3·H2O)微点拨强酸或强碱也是相对而言的，Al(OH)3不溶于H2CO3、NH3·H2O，但溶于CH3COOH(3)热稳定性差：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O3、用途(1)Al(OH)3有较强的吸附性，能凝聚水中悬浮物，又能吸附色素，可以用作净水剂(2)Al(OH)3碱性不强，不至于对胃壁产生强烈的刺激作用或腐蚀作用，却可以与酸反应，起到中和胃酸的作用，可以用作胃酸中和剂4、有关Al(OH)3的少量、过量问题(1)NaOH和AlCl322 2【即学即练2】1、下列关于Al(OH)3的性质叙述错误的是()A．受热易分解生成Al2O3和H2O B．是难溶于水的白色胶状物质C．能凝聚水中的悬浮物，也能吸附色素D．既能溶于NaOH溶液、氨水，又能溶于盐酸2、以硫酸铝溶液为原料之一，在实验室里制取少量氢氧化铝，并且容易分离，最好向溶液中加入的是() A．氢氧化钠溶液B．氢氧化钡溶液C．稀盐酸D．氨水3、氢氧化铝可作为治疗某种胃病的内服药，这是利用了氢氧化铝的哪个性质()A．酸性B．碱性C．两性D．氧化性三、明矾——十二水合硫酸铝钾(1)化学式：KAl(SO4)2·12H2O (十二水合硫酸铝钾)(2)电离方程式：KAl(SO4)2==K++Al3++2SO42-(3)属类：复盐(由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的化合物)(4)物理性质：无色晶体，可溶于水(5)用途：作净水剂，原因是其在水中生成氢氧化铝胶体，可以和悬浮在水中的泥沙形成絮状不溶物沉降下来(6)化学性质：兼有Al3+和SO42-性质①向明矾中滴入Ba(OH)2溶液，当Al3+恰好完全沉淀时(沉淀的物质的量最大)，化学方程式为：______________________________________________________________________________②向明矾中滴入Ba(OH)2溶液，当SO42-完全沉淀时(沉淀的质量最大)，化学方程式为：_________________________________________________________________________________【即学即练3】1、关于明矾的下列说法错误的是()A．明矾的化学式为KAl(SO4)2 B．明矾是纯净物C．明矾中存在K＋和Al3＋两种阳离子D．明矾是一种复盐2、明矾是一种净水剂，明矾净水的原理是()A．Al3＋有较强的吸附性B．Al3＋与悬浮物生成沉淀C．Al3＋与水反应生成的氢氧化铝胶体，具有吸附性D．明矾难溶于水四、互滴实验(试剂的滴加顺序不同而产生的现象不同)1、NaOH和AlCl3(1)向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液(开始时NaOH不足)先：AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl产生白色沉淀后：Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O沉淀溶解现象：先产生白色沉淀后沉淀消失(2)向NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液(开始时NaOH过量)先：AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O无白色沉淀产生后：3NaAlO2＋AlCl3＋6H2O===4Al(OH)3↓＋3NaCl产生白色沉淀现象：开始无现象后出现白色沉淀2、NaAlO2和盐酸(1)向NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸先：NaAlO2＋HCl＋H2O===Al(OH)3↓＋NaCl产生白色沉淀后：Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O沉淀溶解现象：先产生白色沉淀后沉淀消失(2)向盐酸中逐滴加入NaAlO2溶液先：NaAlO2＋4HCl===NaCl＋AlCl3＋2H2O无白色沉淀产生后：3NaAlO2＋AlCl3＋6H2O===4Al(OH)3↓＋3NaCl产生白色沉淀现象：开始无现象后出现白色沉淀3、Na2CO3溶液与盐酸(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸(开始时酸不足)先：Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl无气体产生后：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑有气体产生现象：刚开始无气泡产生，盐酸滴加到一定量后，有气泡产生(2)向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液(开始时酸过量)2HCl＋Na2CO3===2NaCl＋CO2↑＋H2O现象：立即产生大量的气泡【即学即练4】1、(多选)下列各组物质的无色溶液，不用其他试剂即可鉴别的是()A．NaOH、AlCl3B．NaHCO3、H2SO4C．NaAlO2、NaHSO4D．Na2CO3、HCl E．Na2CO3、NaHCO3、Ca(OH)22、(多选)下列各组溶液中，只用试管和胶头滴管，不用其他任何试剂就可以鉴别的是() A．KOH和Al2(SO4)3B．稀盐酸和Na2CO3C．CaCl2和Na2CO3D．Ba(OH)2和NaHSO43、下列各组物质，前者逐滴滴加到后者中直至过量，先出现白色沉淀，后来沉淀又消失的是() A．H2SO4滴入NaAlO2溶液中B．Ba(OH)2溶液滴入Al2(SO4)3溶液中C．Al2(SO4)3溶液滴入NaOH溶液中D．氨水滴入Al2(SO4)3溶液中4、下列各项操作中符合“先出现沉淀后沉淀完全溶解”现象的有几组()①向饱和碳酸钠溶液中通入CO2至过量②向Fe(OH)3胶体中逐滴滴加稀H2SO4至过量③向BaCl2溶液中通入CO2至过量④向澄清石灰水中逐渐通入CO2至过量⑤向Al2(SO4)3溶液中逐滴滴加Ba(OH)2至过量⑥向NaAlO2溶液中逐滴滴加盐酸至过量⑦向NaAlO2溶液中逐渐通入CO2至过量⑧向NaOH溶液中逐滴滴加AlCl3至过量A．2 B．3 C．4 D．5五、“铝三角”的转化关系及其应用1、Al3＋、Al(OH)3、AlO－2之间的转化关系Al3+→Al(OH)3①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4②Al3＋＋3AlO－2＋6H2O===4Al(OH)3↓③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓Al(OH)3→Al3+Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O Al3+→AlO－2Al3＋＋4OH－===AlO－2＋2H2O AlO－2→Al3+AlO－2＋4H＋===Al3＋＋2H2OAlO－2→Al(OH)3①AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3(CO2过量)②AlO－2＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓Al(OH)3→AlO－2Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O2、“铝三角”转化的应用(1)选择制备Al(OH)3的最佳途径①向铝盐中加入足量氨水，离子方程式为：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4②向偏铝酸盐中通入足量CO2，离子方程式为：AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3③NaAlO2与AlCl3的溶液混合，离子方程式为：3AlO－2＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓(2)分析离子反应顺序①向含有H+、NH4+、Al3+的混合溶液中逐滴加入NaOH，反应的顺序是：______________________②向含有OH-、CO32-、AlO2-的混合溶液逐滴加入盐酸，反应的顺序是：______________________【即学即练5】1、向HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl溶液中(假设各1 mol)，逐滴加入NaOH溶液，沉淀的物质的量随NaOH溶液体积变化的图像如图。

铝的重要化合物(一)氧化铝与氢氧化铝 1．物理性质 (1)Al 2O 3为白色固体，难溶于水，熔、沸点很高，可用作耐火材料。

(2)Al(OH)3为白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。

2．化学性质 Al(OH)3的电离： AlO －2＋H ＋＋H 2O酸式电离Al(OH)3碱式电离Al 3＋＋3OH －(1)Al 2O 3与Al(OH)3的两性[注意] ①两性氧化物是指既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物；②两性氢氧化物是指既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物。

(2)Al(OH)3的不稳定性2Al(OH)3=====△Al 2O 3＋3H 2O(用于制备Al 2O 3)3．Al(OH)3的制备 (1)向铝盐溶液中加入氨水，离子方程式为 Al 3＋＋3NH 3·H 2O ===Al(OH)3↓＋3NH ＋4。

(2)向NaAlO 2溶液中通入足量CO 2，离子方程式为 AlO －2＋CO 2＋2H 2O===Al(OH)3↓＋HCO －3。

(3)NaAlO 2溶液与AlCl 3溶液混合： 3AlO －2＋Al 3＋＋6H 2O===4Al(OH)3↓。

[注意] ①用铝盐与碱液反应制取Al(OH)3时，采用弱碱溶液氨水而不用强碱溶液。

①用偏铝酸盐与酸反应制取Al(OH)3时，一般通入CO 2，而不使用强酸。

(二)常见的铝盐——明矾[KAl(SO 4)2·12H 2O ] 1．明矾的组成与应用 (1)硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。

(2)化学式为KAl(SO 4)2。

(3)电离方程式为KAl(SO 4)2===K ＋＋Al 3＋＋2SO 2－4。

(4)应用：净水。

净水原理为明矾电离出的Al 3＋在水中水解生成Al(OH)3胶体，吸附水中悬浮物而沉淀，使水净化，其离子方程式为Al 3＋＋3H 2OAl(OH)3(胶体)＋3H ＋。

《铝的重要化合物》教学设计一、设计思路：在前面，我们已经学习了物质的归类，结合初中对物质性质的认识，学生对Al2O3等金属氧化物的性质有所了解，特别是对碱的性质的理解更完整。

在教学设计时，充分利用探究实验的功效，采用实验、观察、交流与类推等方式，促使学生在课堂学习中掌握好本课时的内容。

一方面通过实验激发学生学习兴趣，调动学生的主体作用，另一方面通过实验使学生的认识经历感性认识再到理性认识的过程，培养学生的实验意识和学习能力。

二、教学目标：1.知识技能目标：(1)了解Al2O3、Al(OH)3的主要物理性质;(2)理解Al(OH)3的实验室制备原理和操作;(3)认识Al2O3、Al(OH)3的两性，掌握它们分别与盐酸和氢氧化钠溶液反应的化学方程式和离子方程式。

2.过程与方法目标：(1)培养学生获取信息和初步加工信息的能力;(2)通过Al(OH)3的制备探究其两性，根据Al(OH)3与Al2O3的关系类推至Al2O3的两性，培养学生的知识迁移和应用能力;(3)通过实验探究，培养学生科学探究的思维方式和创新能力。

3.情感、态度与价值观：(1)通过对Al2O3、Al(OH)3性质和用途的教学，激发学生学习化学的热情;(2)通过对Al2O3、Al(OH)3两性的探究，培养学生能通过现象看本质，找出事物变化规律和综合分析能力。

三、教学重点：Al2O3、Al(OH)3的两性四、教学难点：Al(OH)3的制备及两性探究五、教学方法：实验探究法，问题引导，讲述法，讨论法六、教具准备：试剂：0.5 mol/L Al2(SO4)3溶液、稀氨水、稀NaOH溶液、稀盐酸仪器：试管若干、胶头滴管七、教学过程：教师活动学生活动设计意图【复习导入】通过前面的学习，我们知道铝是活泼金属，在自然界中以化合态存在，而且铝及其化合物在生产生活中应用极其广泛。

今天我们学习铝的化合物，主要是两种——氢氧化铝和氧化铝。

【过渡】实验室没有现存的Al(OH)3，我们如何制备?现提供如下试剂：稀HCl、稀氨水、NaOH溶液和Al2(SO4)3溶液，请讨论制备的原理和相关反应的化学方程式。

铝的重要化合物1.氧化铝：两性氧化物物理性质：难溶于水，熔点高，可用作耐火材料。

（在讲铝的时候，铝在空气中加热的现象，只熔化不滴落，就是因为氧化铝在存在）化学性质：与酸反应：Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O与碱反应：Al2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O2.氢氧化铝：两性氢氧化物（1）制备：Al2(SO4)3溶液中滴加氨水Al2(SO4)3+6NH3·H2O＝2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4（2）与酸反应：（可与部分弱酸反应，如CH3COOH）Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O（3）与碱反应：（只能与强碱反应）NaOH+Al(OH)3＝NaAlO2+2H2O原因（稍微了解，关系到平衡，还没学到）：AlO－2+H++H2O Al(OH)3Al3++3OH－酸式电离碱式电离Al(OH)3又可写成H3AlO3（铝酸）AlO－2+H++H2O当加入酸的时候，平衡向右移动，当加入碱的时候，平衡向左移动。

3.偏铝酸盐①向NaAlO2溶液中滴加盐酸，也会观察到有白色沉淀生成，这个白色沉淀就是Al(OH)3NaAlO2+HCl+H2O＝Al(OH)3↓+NaCl（也可以看做是强酸制弱酸，盐酸是强酸，铝酸是弱酸）CO2+2NaAlO2+3H2O＝2Al(OH)3↓+Na2CO3（也可以与碳酸反应）②把Al(OH)3与酸反应的最后溶液，和与碱反应的最后溶液混合时，也可以看到白色沉淀3NaAlO2+AlCl3+6H2O＝4Al(OH)3↓+3NaCl（双水解反应，选修4中学，了解）4.有关图像（1）往NaAlO2溶液中滴加盐酸：先出现白色沉淀，之后沉淀溶解方程式：NaAlO2+HCl+H2O＝Al(OH)3↓+NaCl①1mol1mol1molAl(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O②1mol3mol假设原溶液中，NaAlO2为1mol，生成沉淀就消耗1mol的HCl，生成1mol的Al(OH)3沉淀，而要溶解这1mol的Al(OH)3沉淀需要消耗3mol的HCl，所以两个阶段消耗的HCl的比是1:3（2）往盐酸中滴加NaAlO2溶液：先没有沉淀，而后出现白色沉淀，且白色沉淀不溶解方程式：NaAlO2+4HCl＝AlCl3+NaCl+2H2O①1mol4mol1mol3NaAlO2+AlCl3+6H2O＝4Al(OH)3↓②3mol4mol假设原溶液中，盐酸是4mol，开始加入的NaAlO2是1mol，生成了1mol的AlCl3，过程②中，1mol的AlCl3与3mol的NaAlO2反应生成了4mol的Al(OH)3，所以前后两个阶段NaAlO2的物质的量比为1:3（3）往AlCl3溶液中滴加NaOH溶液：先生成白色沉淀，然后沉淀溶解方程式：AlCl3+3NaOH＝Al(OH)3↓+3NaCl①1mol3mol1molNaOH+Al(OH)3＝NaAlO2+2H2O②1mol1mol假设原溶液中，AlCl3为1mol，加入的NaOH就是3mol，生成了1mol的Al(OH)3沉淀，过程②中溶解1mol的Al(OH)3沉淀，需要消耗NaOH为1mol，所以前后两个阶段消耗NaOH的物质的量为3:1（4）往NaOH溶液中滴加AlCl3溶液：先没有沉淀，后出现沉淀，且沉淀不溶解方程式：4NaOH+AlCl3＝NaAlO2+3NaCl+2H2O①4mol1mol1mol 12mol3mol3mol3NaAlO2+AlCl3+6H2O＝4Al(OH)3↓②3mol1mol4mol假设原溶液中NaOH为12mol，加入AlCl3的物质的量为3mol时与NaOH完全反应，生成了3mol的NaAlO2，过程②中继续加入1mol的AlCl3，与过程①中生成的3molNaAlO2反应就生成了4mol的Al(OH)3沉淀，所以前后两个阶段消耗AlCl3的物质的量为3:15.明矾KAl(SO4)2·12H2O十二水合硫酸铝钾电离方程式：KAl(SO4)2＝K++Al3++2SO2－4Al3+在溶液中会水解，即Al3++3H2O Al(OH)3（胶体）+3H+Al(OH)3（胶体）可以吸附水中的杂质，第二Al(OH)3（胶体）带有正电荷与带有负电荷的泥土杂质，相互吸附聚沉。